Валидация измерений общего содержания озона прибором МСУ-ГС с борта российского спутника «Арктика-М» в 2023-2024 г.г.

Серия российских космических аппаратов (КА) «Арктика-М» благодаря уникальной высокоэллиптической траектории позволяет исследовать высокоширотные области Северного полушария. На борту КА, помимо другой аппаратуры, установлен прибор МСУ-ГС, выполняющий измерения в видимой и инфракрасной областях спектра. Один из спектральных каналов прибора охватывает полосу озона 9.6 мкм, что позволяет определять общее содержание озона в вертикальном столбе (ОСО). Благодаря высоким пространственному разрешению (до 4 км в надир) и периодичности измерений (15 минут), прибор позволяет получить уникальную информацию о пространственно-временной изменчивости ОСО. По инициативе одного из авторов доклада Ю.М. Тимофеева было проведено сравнение ОСО, полученных с КА «Арктика М» №2 севернее 50°с.ш. в различные дни 2023 и 2024 гг. (всего 143 дня измерений) с данными независимых измерений. Для этого использовались данные спутниковых (прибор TROPOMI на борту спутника Sentinel5P) и наземных (прозрачность по прямому Солнцу на станциях озонометрической сети приборами Брюера и Добсона) измерений. Сопоставлены как единичные измерения, так и среднедневные величины.
Показано, что средняя разность между данными приборов МСУ-ГС и TROPOMI колеблется в разные периоды измерений от -2.4 до 7.9% е.Д , а стандартное отклонение разности (разброс) от 4.0 до 6.4 %.
Сопоставления с данными озонометрической сети показали, что средние разности между спутниковыми и наземными данными измерений составили 0.4 %, а стандартное отклонение разностей 6.0 %. При этом для различных станций озонозондирования эти величины существенно различаются. Смещения изменяются от -7.9 до 4.4%, а стандартные отклонения разностей от 4.9 до 7.2 %.
При сравнении с наземными данными в 2023 г. наблюдались положительные средние разности до 8.4% (в июне) и стандартные отклонения разностей до 7.2% в сентябре, в то время как для 2024 г. были преимущественно отрицательны и колебались от -3.0 до 2.9%, а стандартные отклонения не превосходили 6%, кроме отдельного измерения в октябре (9%). Результаты не обнаружили выраженного широтного хода в пределах 50-90 с.ш..
Выполнены качественные сопоставления распределения ОСО с независимыми данными.
Исследование выполнено при поддержке Санкт-Петербургского университета (шифр проекта 124032000025-1).